企業(yè)與產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理

1、1 / 37企業(yè)與產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理高奇微【摘 要】本文闡述了產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（PDMPDM 的發(fā)展、 定義、體系結(jié)構(gòu)、功能和分類，說明了 PDMPDM 在企業(yè)中的地位，介 紹了 PDMPDM 技術(shù)的應用狀況。并根據(jù)我國企業(yè)的實際情況， 說明哪 些企業(yè)需要 PDMPDM 對企業(yè)如何選擇 PDMPDM 提出建議?！娟P(guān)鍵詞】異構(gòu)數(shù)據(jù) 并行工程 產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（ PDMPDM CAD/CAMCAD/CAM 集成框架市場經(jīng)濟的大潮無情地沖擊著過去的計劃經(jīng)濟體制， 也把企 業(yè)推向了風口浪尖。 在這巨大的變革之中， 傳統(tǒng)的生產(chǎn)管理方式、 企業(yè)組織結(jié)構(gòu)和決策準則，已不能適應日趨激烈的全球市場競 爭。當前我國的眾多企業(yè)，

2、 特別是大中型企業(yè)存在著生存困境和 競爭能力低的嚴重局面。 企業(yè)要想在競爭激烈的國際環(huán)境中求生 存、求發(fā)展，就要面對瞬息萬變的市場變化，及時開發(fā)出滿足用 戶需求的新產(chǎn)品，即縮短新產(chǎn)品的上市時間（ T T）;提高產(chǎn)品的 質(zhì)量（Q Q;降低產(chǎn)品的成本（C C），使價格具有競爭；并提供優(yōu)質(zhì)的售后服務（S S）,在用戶中享有極高的信譽。2 / 37一、企業(yè)面臨的問題目前我國企業(yè)存在著技術(shù)落后、管理落后等嚴重問題。1.1. 技術(shù)落后目前，企業(yè)大多采用二維 CADCAD 軟件，它只能提高繪圖速度， 使設(shè)計人員從繁重的體力勞動中解脫出來， 而不能解決復雜產(chǎn)品 的設(shè)計、設(shè)計的優(yōu)化、零部件之間的干涉、機構(gòu)運動部

3、件之間的 關(guān)系、曲面的描述和復雜零件的數(shù)控編程等問題。 因此設(shè)計手段 落后、設(shè)計技術(shù)落后。當前數(shù)控加工還不普及， 大量的零部件還是由手工操作的機 床加工，質(zhì)量難以保證。大量的工藝設(shè)計，占用了寶貴的產(chǎn)品開 發(fā)時間，工藝準備周期長。由于加工工藝手段落后，工藝人員又 把大量的精力耗費在抄抄寫寫的重復工作上，沒有時間研究提高 產(chǎn)品制造質(zhì)量的新工藝， 造成加工技術(shù)落后。 有的企業(yè)雖然采用 了先進的數(shù)控機床， 卻仍采用手工編程， 結(jié)果還是無法加工復雜 的產(chǎn)品，也無法充分發(fā)揮昂貴的數(shù)控機床的作用。2.2. 管理落后3 / 37（1 1）文檔管理落后一個企業(yè)經(jīng)過長期的發(fā)展， 積累了大量的、 豐富的技術(shù)文檔。特

4、別是采用 CADCAD 技術(shù)之后，各領(lǐng)域的專家借助不同的硬件、 不同 的操作系統(tǒng)和不同的應用軟件參與設(shè)計， 因此，產(chǎn)品信息往往由 互不兼容的多種軟件系統(tǒng)生成。 采用不同的操作系統(tǒng)， 如 WINDOWSWINDOWS 和 UNIXUNIX 等；采用不同的 CADCAD 軟件，如AUTOCADSAUTOCADS Pro/EPro/E 等； 采用不同的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)， 如 ORACLEORACLE 口 FOXPRFOXPR 等;采用不同 的文字處理系統(tǒng)，如 WINWORWINWOR 和 EXCE1EXCE1 等;硬件方面采用 PCPC 機 或工作站，這樣就產(chǎn)生了類型各異的設(shè)計結(jié)果。 又由于參與設(shè)計

5、的人員可能分屬不同的部門甚至是不同地域，設(shè)計活動的分散 性，使信息常以不同的格式和介質(zhì)動態(tài)地存儲在不同的部門或地 區(qū)。由各種不同的應用軟件產(chǎn)生， 又分散地存放在不同部門或不 同地點、不同類型硬件設(shè)備上的產(chǎn)品數(shù)據(jù)稱為異構(gòu)數(shù)據(jù)。一個企業(yè)每天都要產(chǎn)生大量的異構(gòu)產(chǎn)品數(shù)據(jù)， 它們都為改善企業(yè)的總體生產(chǎn)能力起著關(guān)鍵作用。 如果用手工管理和維護這些 數(shù)據(jù)會占用大量的人力資源和空間資源。CADCAD 技術(shù)的發(fā)展激化了采用先進設(shè)計技術(shù)與落后管理手段的矛盾， 為了使生產(chǎn)力進一步 地發(fā)展，人們希望借助計算機把大量的圖紙和技術(shù)資料有效地管 理起來，在需要時能夠方便、快捷地查詢和獲取所需的技術(shù)資料。能根據(jù)項目、設(shè)計人、

6、工作階段、審批狀態(tài)、4 / 37日期、類型以及預 先定義的各類參數(shù)，例如材料、重量、加工方法等進行查詢，不 僅可以查到當前的資料，還可以查到過去的或者類似的相應資 料。（2 2）產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理落后復雜產(chǎn)品由成百上千種零部件組成， 面對數(shù)量如此之多的零 部件，如果用手工管理， 那么在原材料的采購、 生產(chǎn)計劃的安排 和裝配線上的發(fā)料等項工作中，很難獲得準確的數(shù)據(jù)。 如何形象 地描述產(chǎn)品全部數(shù)據(jù)的相互關(guān)系， 使產(chǎn)品各分系統(tǒng)之間，分系統(tǒng) 內(nèi)各部件之間的約束關(guān)系一目了然，是企業(yè)一項重要的工作。另 外，不同部門有不同形式的材料清單（ BillBill ofof MaterialMaterial ，BOMBO

7、M,企業(yè)經(jīng)常要花費大量的人力和時間才能完成這些報表， 而且還要不斷維護BOMBOM 一致性，如果設(shè)計和制造的材料清單不一 致，就會產(chǎn)生返工和浪費。再有企業(yè)要不斷地開發(fā)新產(chǎn)品，承襲 老產(chǎn)品，構(gòu)造新的約束關(guān)系，使管理的難度急劇加大。CADCAD 技術(shù)使得各種數(shù)據(jù)的修改變得非常方便，但不同版本會 給數(shù)據(jù)的一致性和有效性帶來麻煩， 如何保證最終使用的是正確 版本的圖形或圖紙就成為至關(guān)重要的問題。要求詳細記錄設(shè)計、 加工過程中的原始數(shù)據(jù)和相應的更改信息，用不同的版本描述當 前有效的數(shù)據(jù)，確保企業(yè)各類人員獲得各自正確的信息，就5 / 37成為 當前產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理的主要目標。產(chǎn)品的全部數(shù)據(jù)都存放在計算機內(nèi)，

8、這些數(shù)據(jù)易受到非法調(diào) 用、修改和泄密， 所以急迫需要解決數(shù)據(jù)的安全保存和保密問題， 以免發(fā)生不可挽回的損失，安全保密已成為產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理的核心 問題。還有如何解決信息的傳遞和數(shù)據(jù)的共享？不同型號的產(chǎn)品 之間有許多相同的零部件， 如系列產(chǎn)品中的借用件、 通用件和標 準件，如果缺乏信息溝通渠道，就時常會發(fā)生重復設(shè)計，重復編制工藝，重復生產(chǎn)。如何充分利用原有的設(shè)計成果，使產(chǎn)品標準 化、系列化，降低設(shè)計加工成本，提高競爭力？也是需要解決的 問題。CADCAD 技術(shù)對原有計劃管理也帶來很大的沖擊，例如，無法沿 用手工簽字的方法對計算機的文件進行校對、 審批及控制文件的 發(fā)放?，F(xiàn)有的手工審批制度在用 CAD

9、CAD 設(shè)計的圖形和圖紙面前， 變 得毫無辦法， 人們不得不把計算機中的二維工程圖繪制成紙介質(zhì) 的圖紙，然后再去審批，這就大大降低了計算機所創(chuàng)造的優(yōu)勢。傳統(tǒng)的更改系統(tǒng)也是完全依靠人工管理，難免會發(fā)生各種各樣的 差錯。為避免發(fā)生差錯，一般都要制定嚴格的更改管理制度，要 求自動搜索某項更改所涉及的范圍， 及時通知有關(guān)人員， 提請關(guān) 注某項更改可能會引起的影響。 一旦更改申請得到批準， 有關(guān)的 信息無一遺漏地全部得到修改， 而且要保證統(tǒng)計工作得到最新的 結(jié)果。6 / 37全部設(shè)計工作都是在計算機上進行， 在計算機的外部無法了 解各項任務的進展狀況， 各項任務出現(xiàn)的問題， 相互的協(xié)調(diào)等工 作都離不開計

10、算機內(nèi)部的信息。 各種審批記錄、 重要的操作和關(guān)鍵性的決策都需要長期保存，以備查詢綜上所述，一旦企業(yè)對這些數(shù)據(jù)缺乏有效的管理和版本控 制，就會造成數(shù)據(jù)十分混亂。 又由于企業(yè)各部門的數(shù)據(jù)往往要重 復使用， 不可避免地要發(fā)生錯誤的數(shù)據(jù)， 而一個錯誤往往會造成 一條錯誤鏈，并很難加以修改， 當最終發(fā)現(xiàn)時， 已造成很大損失。 另外，原始數(shù)據(jù)未經(jīng)加工整理成適當形式， 送到各級領(lǐng)導后也很 難快速作出決策。這在美、英等發(fā)達國家是有痛苦教訓的。 7070 年代中到 8080 年代初，美、英等國的企業(yè)開始大量應用計算機。 到 8080 年代初，發(fā)現(xiàn)這些問題后，他們花了比原來投資更大的投 資來解決產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理的問

11、題。 對這些種類繁多的異地異構(gòu)數(shù)據(jù) 的管理問題是目前自動化程度較高的企業(yè)亟待解決的問題。（3 3）并行工程要求更高層次的信息管理以往在產(chǎn)品設(shè)計及其相關(guān)的各種過程中， 采用的是按功能部 門串行工作的方法。 由于沒有制造、 維修等人員的早期介入， 所 設(shè)計的產(chǎn)品會存在較多的錯誤。這些設(shè)計中產(chǎn)生的錯誤、 缺陷或 不足，以往是通過對設(shè)計文件的審查和會簽得到部分的改正， 而7 / 378 / 37漏下部分則只能在其后的工藝設(shè)計、工裝設(shè)計、生產(chǎn)和使用中才 能逐漸被發(fā)現(xiàn)。這就使產(chǎn)品的研制周期和改進周期拉得很長， 使 產(chǎn)品不能及時投放市場， 投入的資金也得不到及時回收， 嚴重影 響了企業(yè)在市場競爭中的地位。

12、并行工程是集成地、 并行地設(shè)計 產(chǎn)品及其相關(guān)的各種過程 （ 包括制造過程和支持過程 ）的系統(tǒng) 方法。這種方法要求產(chǎn)品開發(fā)人員在設(shè)計一開始就考慮產(chǎn)品從概 念形成到產(chǎn)品報廢處理的整個生命周期中的所有因素，包括質(zhì) 量、成本、進度計劃和用戶維修服務。它對企業(yè)在產(chǎn)品信息的定 義、描述、管理與傳遞方面提出了更具挑戰(zhàn)性的要求。它要求在 產(chǎn)品開發(fā)的整個生命周期中，各開發(fā)小組應共享所有的設(shè)計資 料，它使不管處于何方的產(chǎn)品開發(fā)小組的所有成員都能得到與產(chǎn) 品設(shè)計有關(guān)的一切數(shù)據(jù)。并能連續(xù)地、盡早地交換、協(xié)調(diào)和完善 關(guān)于產(chǎn)品的有關(guān)制造和支持等各種過程的約定和定義， 同時也支 持各開發(fā)小組之間及時地進行信息交流，盡早、盡

13、快地發(fā)現(xiàn)問題 和解決問題，以便全面地考慮相關(guān)環(huán)節(jié)的影響。因此，要將開發(fā) 小組的所有成員，包括設(shè)計工程技術(shù)人員、工藝編制人員、制造 人員、市場營銷人員、供應廠商，甚至客戶都組合到同一信息環(huán) 里，以適合并行產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境，保證所有成員能得到最新、最準 確的產(chǎn)品設(shè)計信息，減少任務的重復，節(jié)省時間和費用因此，CADCAD 技術(shù)一方面明顯地提高了設(shè)計能力和圖紙的質(zhì)量， 大大提高了設(shè)計效率，另一方面由于 CADCAD 技術(shù)的全面推廣，又給企業(yè)的管理帶來許多新的問題。經(jīng)營管理部門用計算機管理人、財、物、產(chǎn)、供、銷的信息，但沒有相應的手段來管理設(shè)計工藝 部門的數(shù)據(jù)，無法及時檢查工程進度，實時掌握產(chǎn)品設(shè)計成本，

14、精確統(tǒng)計各類設(shè)計工藝數(shù)據(jù)等。 企業(yè)形成一個個自動化孤島。 并 行工程不僅要求支撐技術(shù)能夠支持多學科領(lǐng)域?qū)＜胰后w協(xié)同工作，而且要求把產(chǎn)品信息與開發(fā)過程有機地集成起來， 做到正確 的時刻，把正確的信息， 以正確的形式傳送給正確的人， 以便人 們及時作出正確的決策。另外，各級領(lǐng)導需要信息時，根據(jù)權(quán)限 可以透明地調(diào)用所需的信息。這是目前最高層次的信息管理要 求。綜上所述， 圍繞企業(yè)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理問題， 急需解決企業(yè)的 電子文檔管理、產(chǎn)品配置管理和工作流程管理等問題。9 / 37二、PDMPDM 的定義和體系結(jié)構(gòu)目前傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)發(fā)展已較為成熟，應用也較普 遍，管理的對象通常是用二維表描述的數(shù)據(jù)，

15、 數(shù)據(jù)之間的關(guān)系比 較簡單。盡管管理的數(shù)據(jù)量很大， 用戶對數(shù)據(jù)的操作主要是維護、 檢索和統(tǒng)計， 而產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理與之相比有很多本質(zhì)的區(qū)別。 產(chǎn)品 數(shù)據(jù)不僅數(shù)據(jù)量大，而且種類多、結(jié)構(gòu)復雜，特別是隨著設(shè)計過 程的展開，產(chǎn)品數(shù)據(jù)經(jīng)過修改、構(gòu)造，不斷地變化，動態(tài)地形成 最終的設(shè)計結(jié)果，而傳統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫明顯存在著只面向記 錄，不支持設(shè)計過程，缺乏協(xié)調(diào)工作機制等不足。這些弱點導致 它們在處理非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)（ 如圖形，圖像文檔等 ）時顯得力不從心，數(shù)據(jù)誤置，設(shè)計人員已 經(jīng)對數(shù)據(jù)作了修改卻無法通知后續(xù)人員， 造成后續(xù)人員在舊的數(shù) 據(jù)上浪費大量的時間甚至造成不可估量的損失。 因此， 這些關(guān)系 數(shù)據(jù)庫已經(jīng)遠遠不能

16、滿足現(xiàn)代企業(yè)對信息管理的需要。隨著文檔存儲技術(shù)的發(fā)展，軟件管理的對象類型慢慢拓寬，開始處理大量的異構(gòu)文檔，如 CADCAD 圖形、圖像和字處理文件等， 電子文檔管理（ElectronicalElectronicalDocumentDocument ManagerManager, EDMEDM 已無法滿足要求。因此，在數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展過程中，先后提出了 面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫和面向?qū)ο蟮墓こ虜?shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。 它們都已 實現(xiàn)商品化，但還沒有在企業(yè)中得到全面的應用和成功的實施， 技術(shù)還不成熟。 具有對象特性的數(shù)據(jù)庫二次開發(fā)環(huán)境由于開放性 和可靠性等方面的的明顯不足，無法勝任現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)(Comput

17、erComputer IntegratedIntegrated ManufactringManufactring SystemSystem , CIMSCIMS 大規(guī)模 實時應用的需求。10 / 37因此，產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理( ProductProduct DataData ManagementManagement PDMPDM 系統(tǒng)就應運而生。PDMPDM 最早出現(xiàn)在 8080 年代初期，目的是將手工管理CADCAD 技術(shù)產(chǎn)生的電子文檔轉(zhuǎn)變?yōu)橛糜嬎銠C來管理，即電子文檔管理系統(tǒng) EDMEDM EDMEDM 以操作系統(tǒng)的目錄管理和數(shù)據(jù)庫技術(shù)為基礎(chǔ)，利用軟 件對電子圖像進行瀏覽， 實現(xiàn)工程圖紙的重新生成

18、， 這種軟件就 是 PDMPDM 的雛形。由于 CADCAD 技術(shù)的發(fā)展對產(chǎn)品數(shù)量的管理提出了更 高的要求，因此，結(jié)合企業(yè)的實際，開始在計算機上模擬企業(yè)中頻繁進行且易被延誤的更改單管理過程。 這類管理逐漸擴展到產(chǎn) 品開發(fā)過程領(lǐng)域中， 即設(shè)計圖紙和電子文檔的管理， 自動化工程 更改單的管理，材料清單的管理等。最近幾年，它所支持的應用 范疇越來越廣。許多企業(yè)都把 PDMPDM 作為貫穿整個企業(yè)的骨架，是企業(yè)保持競爭力的戰(zhàn)略決策。PDMPDM 是以關(guān)系型數(shù)據(jù)庫加上面向?qū)ο蟮募夹g(shù)為基礎(chǔ)的應用系統(tǒng)。由于其技術(shù)的先進性和合理性， 近年來得到了飛速地發(fā)展 和應用，并在實踐中不斷完善其功能，改良其界面，逐漸成

19、為實 用的技術(shù)。PDMPDM 技術(shù)是對工程數(shù)據(jù)管理(EDM)(EDM)，文檔管理(DM)(DM)， 產(chǎn)品信息管理 ( ( PIMPIM ) ) ，技術(shù)數(shù)據(jù)管理 (TDM)(TDM) 、11 / 37技術(shù)信息管理 (TIM)(TIM) 、圖像管理 ( ( IMIM ) ) 及其它產(chǎn)品定義信息管理技術(shù)的一種 概括的擴展。新一代 PDMPDM 系統(tǒng)融合了面向?qū)ο?O O O O 技術(shù)、 CAD/CAMCAD/CAM 封裝集成技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、客戶 / /服務器技術(shù)、WebWeb 瀏覽技術(shù)、 分布式數(shù)據(jù)庫技術(shù)與圖形化用戶接口技術(shù)等最新一代 的計算機軟、硬件技術(shù)。1 1、PDMPDM 的定義按照專門從

20、事 PDMPDM 和 CIMCIM 相關(guān)技術(shù)咨詢業(yè)務的國際公司一CIMdataCIMdata 公司總裁 EdEd MillerMiller 在 PDMPDM todaytoday 一文中給出的 PDMPDM 的定義，PDMPDM 是管理所有與產(chǎn)品相關(guān)的下述信息和過程 的技術(shù)。（1 1）與產(chǎn)品相關(guān)的所有信息，即描述產(chǎn)品的各種信息。包括零部件信息、結(jié)構(gòu)配置、文件、 CADCAD 檔案、審批信息等。（2 2）對這些過程的定義和管理。包括信息的審批和發(fā)放。19951995 年 9 9 月 GartnerGartner GroupGroup 公司的 D D . . BurdickBurdick 在 CI

21、MCIM 策略分析報告 中把 PDMPDM 定義為：PDMPDM 是為企業(yè)設(shè)計和生產(chǎn)構(gòu) 筑一個并行產(chǎn)品藝術(shù)環(huán)境 （ 由供應、工程設(shè)計、制造、采購 、 銷售與市場，客戶構(gòu)成 ） 的關(guān)鍵使用技術(shù)。12 / 37一個成熟的 PDMPDM 系 統(tǒng)能夠使所有參與創(chuàng)建、 交流 、維護設(shè)計意圖的人在整個信 息生命周期中自由共享和傳遞與產(chǎn)品相關(guān)的所有異構(gòu)數(shù)據(jù) 。PDMPDM 就像一個面向?qū)ο蟮碾娮淤Y料管理室。 它能集成產(chǎn)品生 命周期內(nèi)的全部信息 （ 圖、文、數(shù)據(jù)等多媒體信息），實現(xiàn)產(chǎn)品 生產(chǎn)過程的管理；它是一種管理軟件，它提供對數(shù)據(jù)、文件、文 檔的更改管理、 版本管理，并能對產(chǎn)品配置和工作流程進行管理； 它是在關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上加上面向?qū)ο蟮膶樱?它是介于數(shù)據(jù) 庫和應用軟件間的一個軟件開發(fā)平臺， 在這個平臺上可以集成或封裝 CADCAD CAMCAM CAECAE CAPPCAPP 和 WordWord 等多種軟件和工具，這些都 說明 PDMPDM 在工業(yè)上的應用范圍非常廣闊。2 2、PDMPDM 的體系結(jié)構(gòu)PDMPDM 系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)共有四層組成：第一層是支持層。 目前流行的通用商業(yè)化的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫是PDMPDM 系統(tǒng)的支持平臺。關(guān)系型數(shù)據(jù)庫提供了數(shù)據(jù)管理的最基本的 功能。如存、取、刪、改、查等操作。13 / 37第二層是面向?qū)?/p>